Tweerichtingsverkeer in zaden beschermt plantembryo

Foto: Freepik

Omdat planten zich niet kunnen verschuilen voor extreme omstandigheden, ontwikkelen ze een wasachtige beschermlaag, de zogenoemde cuticula. Die vormt zich al wanneer de plant nog als embryo in zijn zaadje zit. Wetenschappers ontdekten dat samenwerking tussen het plantembryo en zijn omliggende weefsel essentieel is in de vorming van de cuticula. Dat publiceerden ze vorige maand in het prestigieuze tijdschrift Science.

Bescherming tegen extreem milieu
Bij het ontkiemen ervaart de jonge plant een heftige overgang van een beschermd milieu naar de buitenwereld met wind, kou en hitte. De wasachtige cuticula voorkomt waterverlies en beschermt de plant tegen uitdroging. Enkele eiwitten die betrokken zijn bij de vorming van de beschermlaag zijn al langere tijd bekend. Wanneer wetenschappers die componenten uit het embryo halen, ontstaan er gaten in de beschermlaag. Zo’n zelfde resultaat werd enkele jaren geleden omschreven bij het verwijderen van het eiwit TWISTED SEED 1 (TWS1). Daardoor vermoedde wetenschappers dat dit relatief onbekende eiwit betrokken is bij de vorming van de cuticula. 

De gevormde cuticula vormt een barrière voor inactieve en geactiveerde TWS1

TWS1 eiwit stimuleert bouw beschermlaag
Onderzoekers uit Frankrijk, Duitsland en Zwitserland sloegen hun handen ineen om het mysterieuze TWS1 eiwit verder te onderzoeken. Ze ontdekte dat het eiwit al in jonge plantenembryo’s wordt aangemaakt. Na de aanmaak scheidden de embryocellen het eiwit uit, waarna het zich verplaatst naar het omliggende weefsel: het endosperm. Dit weefsel bevat reservestoffen voor het embryo en is rijk aan eiwitten. Een van die eiwitten fungeert als een schaar en knipt een deel van het TWS1 eiwit af. Dat activeert het TWS1 eiwit. In afwezigheid van de beschermlaag kan het geactiveerde eiwit terug bewegen naar het embryo. Daar geeft het een signaal om de cuticula op te bouwen en gaten te dichten. Dat gaat zo door totdat alle gaten gedicht zijn en het hele embryo omringd is door de beschermlaag.

Het TWS1 eiwit lijkt in grote concentratie ‘giftig’ voor het embryo

Giftig in hoge concentratie
De gevormde cuticula vormt een barrière voor inactieve en geactiveerde TWS1. Inactieve eiwitten kunnen het embryo niet verlaten en geactiveerde vormen krijgen geen toegang tot het embryo. Op die manier ontvangt het embryo alleen geactiveerd TWS1 eiwit tijdens het opbouwen van de cuticula. En dat is maar goed ook zeggen de auteurs, het TWS1 eiwit lijkt namelijk in grote concentratie ‘giftig’ voor het embryo. Wanneer de onderzoekers geactiveerde TWS1 eiwitten in een embryo tot expressie brachten, leidde dat in de meeste gevallen tot verschrompelde en dode zaden. Het tweerichtingsverkeer zorgt er dus voor dat het embryo aan precies de juiste hoeveelheid TWS1 eiwit wordt blootgesteld.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

Create your website at WordPress.com
Get started